JPH0315422B2 - - Google Patents

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JPH0315422B2
JPH0315422B2 JP20013984A JP20013984A JPH0315422B2 JP H0315422 B2 JPH0315422 B2 JP H0315422B2 JP 20013984 A JP20013984 A JP 20013984A JP 20013984 A JP20013984 A JP 20013984A JP H0315422 B2 JPH0315422 B2 JP H0315422B2
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JP
Japan
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thyristor
converter
overvoltage
switching transistor
ringing
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JP20013984A
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JPS6181176A (ja
Inventor
Mitsutsune Tsumura
Noboru Kato
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FDK Corp
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FDK Corp
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Publication date
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Publication of JPH0315422B2 publication Critical patent/JPH0315422B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/338Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、リンギングチヨーク型DC−DCコン
バータの過電圧保護に関し、更に詳しくは、過電
圧を検出したときスイツチングトランジスタの導
通期間中にトランスの二次側出力巻線間を短絡す
ることによりコンバータの発振動作を停止させる
ようにしたリンギングチヨークコンバータの過電
圧保護回路に関するものである。
[従来の技術] リンギングチヨークコンバータは、ブロツキン
グ発振を利用した自励型シングル・スイツチング
レギユレータの一種であり、部品点数が少ないと
いう利点があり、出力容量の小さい電源に広く利
用されている。
しかし電源入力電圧が異常に上昇した時、ある
いは定電圧電源の主要各部に故障が生じて定電圧
制御回路が機能しなくなつた場合、出力電圧が跳
ね上がつてしまう。因みに12V−2A程度の電源
の場合、無制御状態では30〜40Vにも達する。そ
のような過電圧状態が発生すると、出力平滑用コ
ンデンサの破損、スイツチングトランジスタや抵
抗等の異常発熱、あるいは負荷の破損等の問題が
発生する。特に、出力平滑用の大容量コンデンサ
には、エチレングリコール等の液体電解質材料が
充填されているため、それがパンクして焼損し大
事故を起こす虞れさえある。従つて過電圧が生じ
たならばそれを検知し、直ちに出力を一旦遮断す
る必要がある。そのために組み込まれているのが
過電圧保護回路である。
従来の過電圧保護回路は、例えば第2図に示す
ように構成されていた。同図において破線で囲ま
れ符号11が付されている部分が従来の過電圧保
護回路である。即ち、トランスTに検出巻線N1
を設け、その出力をダイオードD1で整流すると
ともに、コンデンサC1でピーク・チヤージし、
その出力を過電圧検出用のツエナーダイオード
ZD1に印加する。他方コンバータの一次側入力部
には、抵抗R2、サイリスタSCR1、および抵抗R3
からなる直列回路が挿入され、該抵抗R3の端子
電圧が、発振用のスイツチングトランジスタQ1
のベース−エミツタ間に接続された過電圧保護用
トランジスタQ2のベースに印加される。そして
前記過電圧検出用ツエナーダイオードZD1の電流
がトリガー電流としてサイリスタSCR1のゲート
に供給される構成である。
コンバータが正常な動作をしている間はサイリ
スタSCR1および過電圧保護用トランジスタQ2
いずれもオフの状態にある。しかし何らかの原因
により過電圧状態になると、異常に高い電圧が検
出巻線N1に誘起され、コンデンサC1に充電され
る。すると過電圧検出用ツエナーダイオードZD1
が導通し、それによつてサイリスタSCR1が点孤
し導通することになる。そのため抵抗R3が電流
に流れ、電圧降下が生じ、その端子電圧が過電圧
保護用トランジスタQ2のベースに印加される。
それによつて該過電圧保護用トランジスタQ2
導通し、コンバータのスイツチングトランジスタ
Q1のベース電位を引き下げ、その発振動作を停
止させるのである。
[発明が解決しようとする問題点] ところがこのような構成としたのでは、コンバ
ータ本体は極めて部品点数が少ない簡単な構成で
あるのに対し、過電圧保護回路は、抵抗R1〜R4
サイリスタSCR1、過電圧保護用トランジスタ
Q2、過電圧検出用ツエナーダイオードZD1、ダイ
オードD1、コンデンサC1およびトランス検出巻
線N1等の、部品点数が著しく多くなりコストア
ツプの大きな要因となつていた。また部品点数が
多く、回路が複雑化する分、組み立ても面倒であ
り、信頼性が低下するといつた欠点があつた。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、部品点数が極めて少なく回路も簡素化
され、それ故信頼性が高く、組み立ても容易で小
型化しうるような改良されたリンギングチヨーク
コンバータの過電圧保護回路を提供することにあ
る。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、一次側巻線と二次側出力巻線とが異
極性のトランスと、一次側巻線に直列に接続した
スイツチングトランジスタと、整流ダイオードと
平滑コンデンサからなる二次側整流平滑化回路を
具備し、スイツチングトランジスタの導通時にト
ランスにエネルギーを蓄積し、そのエネルギーに
よつてスイツチングトランジスタの非導通時に二
次側出力巻線にリンギング電圧を発生させ、整流
ダイオードDが導通して負荷に電力を供給するリ
ンギングチヨークコンバータの過電圧保護回路で
ある。上記の目的を達成するため本発明では、ト
ランスの二次側出力巻線間にサイリスタを挿入す
ると共に、二次側整流平滑化出力と前記サイリス
タのゲートとの間に過電圧検出素子を接続し、過
電圧検出時に該過電圧検出素子によつてサイリス
タを点弧して、スイツチングトランジスタの導通
期間中にトランスの二次側出力巻線間を前記サイ
リスタで短絡し、コンバータの自励発振動作を停
止させるように構成されている。
ここで二次側整流平滑化出力と前記サイリスタ
のゲートとの間に接続される過電圧検出素子とし
ては、通常、過電圧時に導通するような所定の定
電圧特性を有するツエナーダイオードが用いられ
る。またサイリスタに対して直列にダイオードを
挿入し、該サイリスタを逆電圧がかからないよう
に保護するのが望ましい。
[作用] このような構成とすると、何らかの原因により
定電圧化制御ができなくなり、出力に過電圧が発
生すると、過電圧検出素子、例えばツエナーダイ
オードが導通し、それによつてサイリスタにトリ
ガー電流が流れ、該サイリスタを導通させる。こ
れによつてスイツチングトランジスタの導通期間
中にトランスに蓄えられるはずのエネルギーは、
その二次側出力巻線間が短絡されたことにより蓄
積されずに直ちに放出されてしまうため、該スイ
ツチングトランジスタは自励発振動作を停止し、
そのままの状態が持続される。このような動作に
よつて出力電圧は遮断され、負荷の保護のみなら
ずコンバータ自身の破損の防止を図ることができ
るのである。
[実施例] 以下、図面に基づき本発明について更に詳しく
説明する。第1図は本発明にかかる過電圧保護回
路を組み込んだリンギングチヨークコンバータの
一実施例を示す回路図である。リンギングチヨー
クコンバータ自体の構成並びに動作は従来公知の
ものと全く同様である。トランスTの帰還巻線
P2の誘起電圧を利用してスイツチングトランジ
スタQ1をオン・オフさせて直流を交流に変換し、
コレクタ巻線P1と二次側出力巻線S1とで電圧変
換し、その出力を整流ダイオードDと平滑コンデ
ンサCとで整流平滑化するのである。出力電圧を
安定化するには、例えばスイツチングトランジス
タQ1のベースエミツタ間に制御用トランジスタ
Q3を設け、該制御用トランジスタQ3のベースに
制御信号を与えることによつて行うことができ
る。
さて第1図において破線で囲つた部分が本発明
にかかる過電圧保護回路1である。この回路図か
ら明らかなように、本発明にかかる過電圧保護回
路1は、リンギングチヨークコンバータの二次側
出力巻線S1の両端子間にダイオードD2とサイリ
スタSCRとの直列接続を挿入するとともに、二
次側整流ダイオードDの出力と前記サイリスタ
SCRのゲート端子との間に過電圧検出素子とし
てツエナーダイオードZDを接続し、またサイリ
スタSCRのゲート−カソード端子間に抵抗Rを
接続した構成である。
この過電圧保護回路は次のように動作する。
今、何らかの原因によつてリンギングチヨークコ
ンバータの定電圧動作が制御できなくなり出力電
圧が上昇したとする。上昇した出力電圧が過電圧
として予め設定された電圧値以上になると、ツエ
ナーダイオードZDが導通し、それによつてサイ
リスタSCRを点孤し、導通させる。するとトラ
ンスTの二次側出力巻線S1はサイリスタSCRお
よびダイオードD2を通じてそれらの順方向に短
絡されたことになる。その結果、スイツチングト
ランジスタQ1の導通期間中、トランスTに蓄え
られるはずのエネルギーは二次側出力巻線S1間の
短絡により放出されてしまう(蓄積されない)た
め、前記スイツチングトランジスタQ1は発振動
作を停止し、その状態を持続することになる。従
つて出力電圧は遮断され、負荷の保護並びにコン
バータ自体の損傷防止を実現することができるの
である。
ここで、サイリスタSCRに対してと直列に挿
入されているダイオードD2は、原理的には設け
る必要のないものであるが、正常動作時にサイリ
スタに過大な逆電圧がかからないように、該サイ
リスタを保護する機能を果たすものである。また
サイリスタのゲート−カソード間に挿入されてい
る抵抗Rは、ゲート並列抵抗であり、サイリスタ
の耐圧を確保するとともに誤動作を防止する機能
を果たすものである。
[発明の効果] 本発明は上記のように構成したリンギングチヨ
ークコンバータの過電圧保護回路であるから、部
品点数が非常に少なく、回路構成も簡素化され、
そのため信頼性が極めて高く、かつ組み立ても容
易であり、小型化を図ることができる等、優れた
効果を奏しうるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る過電圧保護回路を組み込
んだリンギングチヨークコンバータの一実施例を
示す回路図、第2図は従来技術の回路図である。 1,11……過電圧保護回路、T……トラン
ス、Q1……発振用のスイツチングトランジスタ、
P1……コレクタ巻線、P2……帰還巻線、S1……
二次側出力巻線、D……整流ダイオード、C……
平滑用コンデンサ、SCR……サイリスタ、ZD…
…過電圧検出用ツエナーダイオード。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一次側巻線と二次側出力巻線とが異極性のト
    ランスと、一次側巻線に直列に接続したスイツチ
    ングトランジスタと、整流ダイオードと平滑コン
    デンサからなる二次側整流平滑化回路を具備し、
    スイツチングトランジスタの導通時にトランスに
    エネルギーを蓄積し、そのエネルギーによつてス
    イツチングトランジスタの非導通時に二次側出力
    巻線にリンギング電圧を発生させ、整流ダイオー
    ドDが導通して負荷に電力を供給するリンギング
    チヨークコンバータにおいて、前記リンギングチ
    ヨークコンバータの二次側出力巻線間にサイリス
    タを挿入すると共に、二次側整流平滑化出力と前
    記サイリスタのゲートとの間に過電圧検出素子を
    接続し、過電圧検出時に該過電圧検出素子によつ
    てサイリスタを点弧して、スイツチングトランジ
    スタの導通期間中にトランスの二次側出力巻線間
    を前記サイリスタで短絡し、コンバータの自励発
    振動作を停止させるようにしたリンギングチヨー
    クコンバータの過電圧保護回路。
JP20013984A 1984-09-25 1984-09-25 リンギングチヨ−クコンバ−タの過電圧保護回路 Granted JPS6181176A (ja)

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JP20013984A JPS6181176A (ja) 1984-09-25 1984-09-25 リンギングチヨ−クコンバ−タの過電圧保護回路

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EP3639354B1 (de) 2017-08-09 2022-06-15 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Leistungsmodul für einen stromrichter und multilevel-stromrichter

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